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Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Rev. Cubana Quím.
Vol. 29, no.3, sept.-dic., 2017, págs. 436-443, e-ISSN: 2224-5421
Influencia de la fertilización nitrogenada sobre la composición química
del aceite esencial de albahaca blanca (Ocimum basilicum L.)
Influence of the nitrogen fertilization on chemical composition of the
essential oil of white basil (Ocimum basilicum L.)
MSc. Jany Fernández-Delgado
I
, Malorie GelyII, Dr. Alain Ratnadass
III
,
Dr. Chantal Menut
II
; Dra. C. María Isabel Hernández-Díaz
I
.
agroecologia@liliana.co.cu
I
Instituto de Investigaciones Hortícolas “Liliana Dimitrova” (IIHLD), Mayabeque,
Cuba.
II
Institut des Biomolécules Max Mousseron, Facultad de Farmacia,
Montpellier, Francia.
III
Cirad, UPR HortSys, Montpellier, Francia
Recibido: 17 de enero de 2017
Aprobado: 3 de mayo de 2017
Resumen
La composición química del aceite esencial de albahaca blanca, cultivada con diferentes
niveles de nitrógeno fue estudiada por cromatografía de gases-detector de ionización de
llama, (GC/FID) y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas
(GC/MS). La extracción del aceite esencial se realizó a muestras de hojas frescas y
secas, obteniéndose una disminución significativa en el rendimiento y en el contenido
de ciertos compuestos tales como el eugenol en las muestras secas. Los resultados
muestran además que un enriquecimiento del suelo con nitrógeno no tiene efecto
significativo sobre el rendimiento o la composición química del aceite esencial.
Palabras clave:
Ocimum basilicum L., aceite esencial, fertilización.
Abstract
Chemical composition of essential oil of white basil, grown with different nitrogen
levels it was studied by gas chromatography-flame ionization detector (GC/FID) and
gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS). The extraction of the
essential oil was carried out to samples of fresh and dry leaves, being obtained a
significant decrease in the yield and in the content of certain compounds such as the
eugenol in the dry samples. The results also show that soil enrichment with nitrogen
doesn´t have significant effect on the yield or the chemical composition of essential oil.
Keywords:
Ocimum
basilicum
L.,
essential
oil,
fertilization.
Influencia de la fertilización nitrogenada sobre la composición química del aceite esencial
de albahaca blanca (Ocimum basilicum L.)
Rev. Cubana Quím., vol. 29, no. 3 sept.-dic., 2017. e-ISSN 2224-5421
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Introducción
El género
Ocimum
incluye aproximadamente 150 especies, con una gran variación en el
fenotipo, rendimiento de aceite esencial, composición y actividad biológica [1]. Entre
todas las especies, la albahaca blanca (
Ocimum basilicum
L.) es de gran aprecio por los
consumidores debido a su aroma, propiedades medicinales y sabor característico [2].
Los mayores componentes de los aceites de
O.basilicum
son: metil-chavicol (estragol),
cinamato de metilo, metil-eugenol, eugenol, linalol y geraniol [3]. En dependencia de
las variaciones en su composición química existen diferentes quimiotipos que definen la
dependencia del uso de este aceite en la industria alimentaria, de los cosméticos, en
la medicina y en la agricultura [4].
Así mismo, los compuestos químicos de esta especie pueden verse influenciados por la
variedad, las condiciones agroclimatológicas, el estatus nutricional de las plantas, el
estado de desarrollo vegetativo y la parte de la planta analizada [5]. Es por ello que
el objetivo de este trabajo es estudiar la influencia de la fertilización nitrogenada sobre
la composición química del aceite esencial de albahaca blanca (
Ocimum basilicum L.)
Materiales y métodos
El material empleado, albahaca blanca variedad ´Genovesa´, fue cultivado en macetas
en la Unidad de Investigaciones de Hortalizas del CIRAD, bajo condiciones controladas
de temperatura (28±5 °C) y humedad (65 %). Se estudiaron tres niveles de fertilización,
T0 Sin
fertilizar
(testigo
absoluto),
T1 50 %
de
la
fertilización nitrogenada
(60 kg/ha de N) y T2 100 % de fertilización nitrogenada (120 kg/ha de N), los cuales se
distribuyeron en cinco bloques completamente al azar.
Los análisis de laboratorio se hicieron en la Facultad de Farmacia de la Universidad de
Montpellier. Las muestras analizadas para cada tratamiento estuvieron conformadas por
hojas provenientes de tres plantas en estado fresco y seco.
Método de extracción
Para la extracción del aceite esencial las muestras se sometieron a hidrodestilación con
cohobación (2 L de agua destilada; 3 h de reflujo) usando un equipo Clevenger.
Dadas las pequeñas cantidades de plantas tratadas, los compuestos volátiles arrastradas
por el vapor, fueron atrapados en la columna de refrigerado, en 2 mL de una solución de
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María Isabel Hernández-Díaz
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Rev. Cubana Quím., vol. 29, no. 3 sept.-dic., 2017. e-ISSN 2224-5421
hexano que contenía un patrón interno, tridecano, a 10 g/L. Estas fracciones orgánicas
se decantaron y se secaron sobre sulfato de magnesio anhidro antes del análisis.
Métodos analíticos
Los componentes volátiles fueron analizados por cromatografía de gases (detector de
ionización de llama) (GC/FID) y por cromatografía de gases acoplada a espectrometría
de masas (GC/MS).
Cromatografía de gases (GC/FID)
Los análisis se realizaron en un cromatógrafo de gases modelo Varian (serie CP-3380)
acoplado a un detector de ionización de llama, equipado con una columna capilar de
sílice fundida: HP-5 Agilent J & W (5 % fenil metil-polisiloxano) (30 m x 0,25 mm
de diámetro. x 0,25 μm). Se usó el nitrógeno como gas portador con una velocidad de
flujo de 0,8 mL/min. El inyector se mantuvo a una temperatura de 200 °C y el detector a
una de 230 °C. La inyección se realizó en modo split (cociente de fugas: 1: 100)
con 1,5 μL de la solución de aceite esencial recogida después de la destilación al vapor.
Cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC/MS)
Los espectros de masa se realizaron en un equipo Hewlett-Packard (GC 5890 serie II),
equipado con una columna capilar HP-5 no polar de sílice fundida (5 % de fenilo y
95 % de siloxano de metilo) y una columna Carbowax (30 m x 0,25 mm de diámetro
x 0,25 μm), polar.
Identificación y análisis cuantitativo
La identificación de los compuestos se realizó comparando los índices de retención
relativo (LRI) con el tiempo de retención de una serie de n-alcanos (C9-C20) y un
examen de los espectros de masas obtenido por GC/MS. Los datos se comparan con los
de la literatura [6] y de la base de datos [7].
El análisis cuantitativo se realizó a partir de los datos obtenidos por GC/FID. Los
porcentajes se obtuvieron por integración electrónica del área de los picos, suponiendo
que el factor de respuesta es igual a uno, para todos los compuestos detectados
(Normalización interna).
Se calcularon los rendimientos de aceites esenciales basado en la cantidad de patrón
interno (tridecano) utilizada en la destilación de vapor.
Influencia de la fertilización nitrogenada sobre la composición química del aceite esencial
de albahaca blanca (Ocimum basilicum L.)
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Resultados y discusión
Los rendimientos del aceite esencial obtenidos de albahaca blanca
var. Genovesa varían
en dependencia del tipo de muestra evaluada. Se observa una pérdida de casi el 50 %
entre las muestras frescas y las secas (tabla 1).
Sin embargo, al comparar estos rendimientos con respecto a los tres niveles de
fertilización estudiados los resultados son semejantes, por lo que la adición de nitrógeno
mineral al suelo no parece influir en el rendimiento del aceite esencial. Estos resultados
son similares a los reportados por Ramírez
et al
. [8] quienes no encontraron diferencias
significativas en el rendimiento del aceite esencial al comparar tres niveles de
fertilización (un testigo sin fertilizar y dos tratamientos con fuentes orgánicas e
inorgánicas).
TABLA 1. RENDIMIENTO DEL ACEITE ESENCIAL DE
ALBAHACA BLANCA
Rendimiento
(%)
T0 (testigo)
T1 (60 kg N/ha)
T2 (120 kg N/ha)
Muestra
Fresca
Muestra
Seca
Muestra
Fresca
Muestra
Seca
Muestra
Fresca
Muestra
Seca
Seco
0,026
0,037
0,038
Fresco
0,058
0,021
0,052
0,028
0,052
0,031
En la caracterización química del aceite esencial de las hojas de albahaca blanca se
encontraron 52 compuestos, de los cuales se identificaron 51. Se destacaron cuatro
compuestos mayoritarios por igual tanto en muestras frescas, como secas: linalol,
eugenol, 1,8-cineol y (E) -α-bergamoteno (tabla 2). Estos resultados se corresponden
con los obtenidos por Rojas
et al
. [9] quienes identificaron dentro de los componentes
mayoritarios de esta especie el linalol, eugenol y el 1,8 cineol.
Este tipo de composición química donde el monoterpeno oxigenado linalol presenta una
abundancia relativa superior al 20 % sugiere que
Ocimum basilicum
L. var. ´Genovesa´
corresponde al quimiotipo rico en linalol [10].
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María Isabel Hernández-Díaz
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TABLA 2. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACEITE ESENCIAL
DE ALBAHACA BLANCA
Componente
Muestras Frescas
(%)
Muestras Secas
(%)
T0
T1
T2
T0
T1
T2
α-pineno
0,4
0,4
0,5
0,2
0,7
0,7
Sabineno
0,4
0,7
0,7
0,2
0,7
0,7
β-pineno
0,7
1,0
0,9
0.3
1,5
1,6
Mirceno
0,8
1,1
1,2
0,5
1,5
1,5
Limoneno
0,3
0,3
0,4
0.2
0,4
0,6
1,8-cineol
7,4
9,9
8,2
6,3
14,2
14,8
(Z)-β-ocimeno
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
(E)-β-ocimeno
1,3
3,2
2,4
0,3
0,4
0,3
γ-terpineno
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,6
Hidrato de Cis -
sabineno
0,3
0,4
0,3
0,3
0,6
0,0
Terpinoleno
0,1
0,1
0,1
0,0
0,0
0,1
Linalol
37,2
29,6
37,5
45,5
46,9
45,6
Alcanfor
0.0
0,4
0,0
0,0
0,7
Borneol
0,5
0,3
0,2
0,5
0,4
0,6
Terpinen-4-ol
0,1
0,1
0,1
0,2
0,0
0,1
α-terpineol
0,9
1,1
0,8
1,2
1,5
1,5
Acetato de octilo
0,1
0,1
0,1
0,2
0,1
0,3
Geraniol
0,4
0,1
0,1
0,3
0,3
0,3
Geranial
0,1
0,0
0,0
0,2
0,0
0,0
Acetato de
Isobornilo
0,4
0,0
0,1
0,7
0,0
0,6
Tridecano
Eugenol
28,3
30,6
28,2
7,3
3,9
3,0
α-copaeno
0,1
0,1
0,1
0,2
0.1
0.1
(E)-β-damasceno
0,0
0,0
0,2
0.0
0.0
β-elemeno
0,4
0,6
0,5
0,7
0.6
0.4
Metil eugenol
0,9
0,3
0,7
1,2
0,3
1,2
(Z)-α-bergamoteno
0,1
0,1
0,1
0,2
0,1
0,1
(E)-β-cariofileno
0,1
0,1
0,1
0,2
0,1
0,0
(E)-α-bergamoteno
6,9
8,3
5,8
12,3
8,6
8,4
Aromadendreno
0,1
0,1
0,2
0,3
0,4
0,3
(Z)-β-farneseno
0,1
0,0
0,2
0,0
0,0
α-humuleno
0,1
0,1
0,0
0,0
0,0
0,0
(E)-β-farneseno
0,4
0,6
0,2
0,7
1,0
0,7
Cis-cadina-1(6),4-
diene
0,3
0,4
0,2
0,5
0,6
0,4
α-acoradieno
0,3
0,3
0,1
0,3
0,3
0,1
Germacreno-D
2,0
3,2
2,7
2,4
2,0
1,6
Biciclogermacreno
0,7
0,6
0,6
0,5
0,4
0,3
α-bulneseno
0,5
0,7
0,4
0,8
0,7
0,6
γ-cadineno
1,5
1,4
1,0
2,5
1,4
1,6
β-sesquifelandreno
0,4
0,6
0,4
0,8
0,6
0,6
10-epi-cubebol
0,1
0,1
0,1
0,2
0,0
0,0
Trans-nerolidol
0,1
0,1
0,1
0,2
0,1
0,1
Spathulenol
0,0
0,0
0,3
0,4
0,4
NI
0,0
0,2
0,1
0,1
1,10-di-epi-cubenol
0,4
0,3
0,3
0,7
0,4
0,4
Influencia de la fertilización nitrogenada sobre la composición química del aceite esencial
de albahaca blanca (Ocimum basilicum L.)
Rev. Cubana Quím., vol. 29, no. 3 sept.-dic., 2017. e-ISSN 2224-5421
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(Continuación tabla 2)
T0 (Testigo); T1 (60 kg N/ha); T2 (120 kg N/ha)
Al analizar la concentración de los compuestos mayoritarios en los tratamientos
estudiados
en
muestras
frescas
se
puedo
observar
que
el
eugenol,
1,8
cineol
y (E)-α-bergamoteno
alcanzaron
valores
superiores
cuando
se
aplicó
el
50
%
de la fertilización nitrogenada, contrario a lo ocurrido con el linalol. Sin embargo,
en las muestras secas cuando se incrementó los niveles de fertilizantes el eugenol y el
(E)-α-bergamoteno disminuyeron su concentración, el 1,8 cineol aumentó y el linalol
mantuvo un comportamiento similar (figura 1).
Desde una perspectiva cualitativa, la composición química de los aceites esenciales es
casi idéntica, ya que se han encontrado los mismos compuestos independientemente del
tipo
de
muestra
(ya
sea
fresca
o
seca).
En
nivel
cuantitativo,
se
observa
en la desecación, un aumento en el porcentaje relativo de los compuestos más pesados,
(E)- α -bergamoteno, (E)- β -farneseno, γ-cadinneno, α-muurolol, Fitol, y una pérdida
de algunos de los productos más volátiles (en su mayoría eugenol). Se observa que no
hay cambios significativos en los porcentajes de cada compuesto entre tratamientos.
Fig. 1. Porcentaje de concentración de los compuestos mayoritarios en muestras
frescas (a) y secas por tratamiento (b)
Jany Fernández-Delgado, Malorie Gely, Alain Ratnadass, Chantal Menut,
María Isabel Hernández-Díaz
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Rev. Cubana Quím., vol. 29, no. 3 sept.-dic., 2017. e-ISSN 2224-5421
Conclusiones
El enriquecimiento de nitrógeno en el suelo no parece influir significativamente
sobre el rendimiento y el perfil químico de los aceites esenciales de la albahaca
blanca. Se identificaron 51 compuestos, destacándose como mayoritarios el linalol,
eugenol, 1,8-cineol y (E) -α-bergamoteno los cuales pudieran constituir un potencial
de interés en los programas de manejo de suelos y plagas.
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